Europa (satélite): características, composição, órbita, movimento

Europa (satélite): características, composição, órbita, movimento

Europa é um satélite natural ou lua de Júpiter , descoberta em 1610 pelo astrônomo italiano Galileo Galilei (1564-1642). Faz parte das chamadas luas da Galiléia, juntamente com Ganímedes, Io e Calisto. Seu nome  vem de um personagem da mitologia grega: Europa era a mãe do rei Minos de Creta, um dos inúmeros amantes do rei dos deuses.

O astrônomo alemão Simon Marius, contemporâneo de Galileu, sugeriu o nome em uma de suas obras, na qual também atribuiu a descoberta de satélites jovianos antes de Galileu anunciar.

Outra designação usada para este satélite e atualmente em desuso é a proposta originalmente por Galileu, com algarismos romanos. Assim, a Europa também é Júpiter II, pois é a segunda lua galileana muito próxima do planeta (Io é a mais próxima, mas existem outras quatro luas menores). 

Os astrônomos acabaram se curvando diante da sugestão de Marius, que pode ter descoberto os satélites independentemente de Galileu.

A descoberta das luas da Galiléia que orbitam Júpiter foi um marco para a ciência. Fortaleceu a teoria heliocêntrica de Copérnico e fez a humanidade perceber que a Terra não era o centro do universo.

No entanto, as luas da Galiléia permaneceram por muito tempo como pequenos pontos de luz, vistos com o telescópio orbitando Júpiter.

Isso foi até que as missões não tripuladas Pioneer, Voyager, Galileo e New Horizons trouxeram uma avalanche de informações sobre a Europa e os demais satélites gigantes do planeta.

Características gerais

Possibilidade de habitabilidade

A Europa, pouco menor que a Lua, tem um oceano de água abaixo da superfície e é protegida do vento solar pelo campo magnético joviano, o que lhe dá certas perspectivas de habitabilidade.

Além disso, é possível que a Europa possua atividade tectônica. Além da Terra, até agora nenhum outro objeto celeste com geologia complexa era conhecido.

Atmosfera

Também possui uma atmosfera tênue, mas com oxigênio e sua densidade, embora não tão alta quanto a da Terra, sugere que há uma boa quantidade de rocha em sua composição.

Superfície

A superfície gelada é muito lisa, quase sem rugas pelas linhas mostradas na figura 1. 

Essas linhas possivelmente refletem tensões na crosta gelada de 100-150 km de espessura que revestem a Europa, expondo a rocha subjacente sob a qual há água líquida. 

Há calor suficiente no interior da Europa para manter esse oceano, devido ao aquecimento das marés

É comum pensar nas marés como fenômenos típicos das massas oceânicas, porém a atração gravitacional não apenas desloca a água, mas também as rochas. E esses processos carregam fricção que dissipa a energia do movimento orbital no calor.

Sem campo magnético

Através de medições do campo magnético realizadas por missões não tripuladas, sabe-se que a Europa não possui seu próprio campo magnético. Mas eles também detectaram a existência de um núcleo de ferro e uma camada de água rica em conteúdo mineral sob a crosta. 

Essas medidas indicam que a bússola de um viajante que chega à Europa experimenta uma oscilação selvagem, especialmente quando a abordagem a Júpiter é máxima. E é que o intenso campo magnético joviano interage com o material condutor do subsolo, causando tais flutuações.

O albedo da Europa

Sabe-se que a Europa possui uma superfície gelada e irregular, não apenas pelas informações obtidas nas imagens, mas também pelas medições feitas em seu albedo

O albedo de qualquer objeto – astronômico ou de outra natureza – é a fração de luz que ele reflete. Portanto, seu valor varia de 0 a 1. 

Se o albedo é 0, significa que o objeto absorve toda a luz sem refletir nada; pelo contrário, se for 1, reflete-o completamente.

Espelhos são objetos com um grande albedo e Europa é 0,69. Isso significa que reflete aproximadamente 69% da luz que atinge sua superfície, uma indicação de que o gelo que a cobre é limpo e recente. 

Portanto, a superfície da Europa é relativamente jovem, com uma idade estimada em cerca de 10 milhões de anos. As superfícies de gelo antigas tendem a ser muito escuras e com menos albedo.

Outro fato a favor é que a superfície da Europa quase não possui crateras de impacto, o que sugere atividade geológica suficiente para apagar as evidências de impactos. 

Uma dessas poucas crateras aparece na parte inferior da figura 1. É o ponto de luz em forma de lunar com um centro escuro, chamado cratera de Pwyll, em homenagem à divindade celta do submundo.

Resumo das principais características físicas da Europa

Movimento de tradução

A Europa se desloca por Júpiter com um período de pouco mais de três dias e meio, seguindo uma órbita bastante circular.

Uma peculiaridade do movimento translacional da Europa é que ele está em rotação síncrona com Júpiter. Portanto, sempre mostra a mesma face para o planeta, assim como a Lua faz para a Terra. Esse fenômeno também é conhecido como acoplamento de maré .

O acoplamento de maré é caracterizado por levar o mesmo tempo para o objeto orbitar em torno do corpo mais massivo – neste caso, Júpiter – para fazer uma volta completa em seu próprio eixo.

A explicação é que os corpos celestes não são massas pontuais, mas objetos com dimensões apreciáveis. Portanto, a força da gravidade que Júpiter exerce em seus satélites não é homogênea, sendo mais intensa no lado mais próximo e menos intensa no lado oposto.

Isso causa uma distorção periódica na Europa, que também é afetada pela força da gravidade que é exercida regularmente pelas outras luas galileanas próximas: Ganimedes e Io.

O resultado é uma amplificação das forças gravitacionais em um fenômeno conhecido como ressonância orbital , à medida que as outras luas são gravitacionais da Europa em intervalos de tempo precisos.

Ressonância de Laplace

E é claro que a Europa faz o mesmo com as outras luas, criando um tipo de harmonia entre todos.

Os efeitos gravitacionais mútuos das luas da Galiléia são chamados de  ressonância de Laplace , após seu descobridor, o matemático e astrônomo francês Pierre Simon de Laplace em 1805.

Existem vários tipos de ressonância na física. Essa é uma rara ressonância na qual os períodos de revolução das três luas estão na proporção de 1: 2: 4. Qualquer força exercida em qualquer um dos membros deste sistema é transmitida aos outros, por meio de interação gravitacional.

Portanto, as forças das marés sujeitam toda a Europa a terminais e compressões que causam o aquecimento descrito acima. E também faz com que a Europa tenha um oceano de água líquida dentro dela.

Movimento rotativo

Europa tem um movimento rotacional em torno de seu próprio eixo, que, como dissemos, tem a mesma duração do período orbital, graças ao acoplamento de maré que ele tem com Júpiter.

Composição

Os mesmos elementos estão presentes na Europa e na Terra. Na atmosfera há oxigênio, ferro e silicatos estão no núcleo, enquanto a água, a substância mais marcante, ocupa a camada abaixo da crosta.

A água abaixo da Europa é rica em sais minerais, como cloreto de sódio ou sal comum. A presença de sulfato de magnésio e ácido sulfúrico pode explicar parcialmente as linhas avermelhadas que cortam a superfície do satélite.

Tholins , compostos orgânicos que são formados por radiação ultravioleta, também são acreditados para existir na Europa .

Tholins são predominantes em mundos gelados como Europa e a lua de Saturno, Titã . Carbono, nitrogênio e água são necessários para que se formem.

Estrutura interna

A estrutura interna da Europa é semelhante à da Terra, pois possui um núcleo, um manto e uma crosta. Sua densidade, juntamente com a de Io, é maior do que no caso das outras duas luas da Galiléia, indicando um maior teor de silicatos.

O núcleo da Europa não é metal fundido (ao contrário de Io), o que sugere que a água sob a crosta tem um alto conteúdo mineral, uma vez que o magnetismo da Europa provém da interação entre um bom condutor, como a água com sais e o intenso campo magnético de Júpiter.

Os elementos radioativos abundam no manto rochoso, que quando a energia se deteriora emite outra fonte de calor interno para a Europa, além do aquecimento das marés.

Estima-se que a camada mais externa de água, parcialmente congelada e parcialmente líquida, tenha 100 km de espessura em algumas áreas, embora outras afirmem que são apenas cerca de 200 m.

De qualquer forma, os especialistas concordam que a quantidade de água líquida na Europa pode ser o dobro da da Terra.

Acredita-se também que haja lagos nas fendas da crosta de gelo, conforme sugerido na Figura 6, que também poderiam abrigar vida. 

A superfície gelada recebe interação contínua com partículas carregadas enviadas pelos cinturões de radiação jovianos. O forte magnetismo de Júpiter acelera as cargas elétricas e as energiza. Assim, as partículas atingem a superfície do gelo e fragmentam as moléculas de água.

No processo, energia suficiente é liberada, o suficiente para formar as nuvens de gás brilhantes em toda a Europa observadas pela sonda Cassini enquanto se dirigia para Saturno.

geologia

As missões não tripuladas forneceram uma riqueza de informações sobre a Europa, não apenas na multiplicidade de imagens de alta resolução enviadas da superfície, mas também devido aos efeitos gravitacionais da Europa nos navios.

As imagens revelam uma superfície de cor amarela muito clara, desprovida de relevos notáveis, como montanhas altas ou crateras notáveis, ao contrário de outros satélites da Galiléia.

Mas o mais impressionante é a rede de linhas sinuosas que se cruzam continuamente e que vemos claramente na figura 1.

Os cientistas acreditam que essas linhas se originam de profundas fissuras no gelo. Aproximadas, as linhas têm uma borda escura com uma faixa central mais clara que se acredita ser o produto de gêiseres grandes. 

Essas altas colunas de vapor (plumas) de vários quilômetros de altura são compostas de água mais quente emergindo do interior através de fraturas, conforme relatado por observações do Telescópio Espacial Hubble.

Algumas análises revelam os traços deixados pela água com alto conteúdo mineral e subsequentemente evaporados.

É possível que, sob a crosta da Europa, haja processos de subducção, como ocorrem na Terra, nos quais as placas tectônicas convergem nas bordas, movendo-se umas nas outras nas chamadas zonas de subducção.

Mas, diferentemente da Terra, as placas são gelo que se move no oceano líquido, em vez de no magma, como acontece na Terra.

Possível habitabilidade da Europa

Muitos especialistas estão convencidos de que os oceanos da Europa podem conter vida microbiana, pois são ricos em oxigênio. Além disso, a Europa possui uma atmosfera, embora fraca, mas com a presença de oxigênio, um elemento necessário para sustentar a vida.

Outra opção para abrigar a vida são os lagos encapsulados na crosta de gelo da Europa. No momento, são suposições e faltam muitos outros testes para confirmá-las.

Algumas evidências continuam sendo adicionadas para fortalecer essa hipótese, por exemplo, a presença de minerais argilosos na crosta, que na Terra estão associados à matéria orgânica. 

E outra substância importante que, de acordo com novas descobertas, é encontrada na superfície da Europa é o cloreto de sódio ou sal comum. Os cientistas descobriram que o sal de mesa, nas condições prevalecentes na Europa, assume uma cor amarela pálida, que é vista na superfície do satélite.

Se esse sal vem dos oceanos da Europa, significa que eles são muito possivelmente semelhantes aos terrestres e, portanto, a possibilidade de abrigar vida. 

Essas descobertas não implicam necessariamente a existência de vida na Europa, mas que, se confirmado, o satélite possui condições suficientes para seu desenvolvimento.

Já existe uma missão da NASA chamada Europa Clipper, que está atualmente em desenvolvimento e poderá ser lançada nos próximos anos. 

Entre seus objetivos estão o estudo da superfície da Europa, a geologia do satélite e sua composição química, bem como a confirmação da existência do oceano sob a crosta. Teremos que esperar um pouco mais para descobrir.

Referências

  1. BBC. Por que Europa, a lua gelada de Júpiter, é o melhor candidato para encontrar vida extraterrestre no Sistema Solar? Recuperado de: bbc.com.
  2. Eales, S. 2009. Planetas e sistemas planetários. Wiley-Blackwell.
  3. Kutner, M. 2003. Astronomia: uma perspectiva física. Cambridge University Press.
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  5. Sementes, M. 2011.O Sistema Solar. Sétima edição. Aprendizado Cengage.
  6. Wikipedia. Europa (lua). Recuperado de: en.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. Europa Clipper. Recuperado de: es.wikipedia.org.

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